為了因應裝置日趨輕薄短小、更加節能、更高效能,以及更低成本…等趨勢,晶圓級封裝(WLP)技術已成為目前主流封裝技術之一,且半導體產業也為因應晶圓級封裝技術的需求而不斷發展新的技術與材料,以期可協助相關廠商在晶圓級封裝能夠更順利。Brewer Science近期發佈針對重分佈層(RDL)優先的扇出型晶圓級封裝(FOWLP)專門研發的BrewerBOND雙層臨時接合系統和BrewerBUILD材料,不僅讓超薄晶圓級封裝製程更易於進行,也可望讓技術門檻及成本支出較高的RDL優先扇出型封裝,更能讓相關業者接受並投入相關設備的佈建。

Brewer Science亞洲營運總監汪士偉表示,過去15年,半導體製程系統與材料供應商所研發出的新材料與新技術平台為晶圓級封裝技術的進展貢獻非常大。近期晶圓級封裝因應市場趨勢而衍生更多對超薄晶圓直接進行加工的需求,這也帶動半導體相關材料業者除了更精進晶圓打薄與後段加工、針對扇出封裝的雷射分離機制、邊緣部分平坦化…等現有相關材料外,也針對超薄晶圓級封裝的需求推出新材料。

超薄晶圓級封裝對於材料的需求包括可耐溫達350℃、卓越的黏著力、兼容晶圓與面板製程、促使基板厚度可小於50微米(μm)、耐化學性、出色的總厚度變化(TTV)、兼容於後段製程(Downstream Process)、高吞吐量易於加工,以及低成本。Brewer Science晶圓級封裝材料事業部副業務發展總監Dongshun Bai說明,上述這些需求對材料商而言也帶來了新挑戰,如臨時接合材料需耐高溫、容易分離不殘留、更廣泛的熱循環…等,因此專注於協助客戶進入更新製程與封裝技術的Brewer Science,推出BrewerBOND T1100/C1300材料,作為因應。

20181004NT31P1 Brewer Science TWH接合材料產品特性一覽(來源:Brewer Science)

Brewer Science推出的BrewerBOND T1100,為一種熱塑型薄式保護塗層,可作為密封劑,具備高軟化點;C1300材料則是一種可固化層,適用於載具本身,在低壓下容易接合,無熔體流後固化。Bai指出,這兩種新材料接合在一起時並不會發生混合或產生化學反應,但可以實現機械穩定性,不產生接合材料移動,更可以提供高達400℃的熱穩定性。

另外,雙層系統的其他優勢包括提高生產量與附著力、可減少烘烤及清潔時間,還能透過20~100℃的低溫接合。舉例來說,在晶圓打薄到100微米以下時,會變得較軟且易碎,但透過這兩種臨時接合材料系統,將可對晶圓進行保護,也能順利打薄晶圓,且分離這兩層材料時,還能獲得平坦的邊緣。

值得注意的是,面對RDL扇出型晶圓級封裝遲遲未能量產的問題,Brewer Science的新產品也提供了助力。Bai指出,業者們都清楚RDL扇出型晶圓級封裝比晶片優先的扇出型晶圓級封裝更具優勢,且晶片製造商也希望可以從晶片優先的扇出型晶圓級封裝轉變為2.5D、3D封裝技術,但這個過程卻因成本考量與技術門檻高而無法實現。

然而,BrewerBUILD材料機械、熱能和熱能穩定性都是為RDL優先的生產流程所打造。不但可提高產量並減少裸晶(KGD)的損失,還能實現高密度RDL,具有更小間距的線性空間模式、提供更高性能、更大晶片尺寸,更重要的是可實現多晶片整合。

汪士偉強調,RDL扇出型晶圓級封裝雖然目前仍未能量產,但是相關業者對於該技術的優勢都具備共識,因此皆有意推展,尤其在面板即製程並未有標準可遵循,設備供應商也相對保守的狀況下。預計未來5~10年半導體市場上仍會有多種封裝方式共存,但Brewer Science仍將針對RDL扇出型晶圓級封裝推出相關產品,期望可以促使半導體相關業者加速進行RDL扇出型晶圓級封裝的投入。